داود جهانی

چکیده در پایان نامه حاضر، تهیه و بررسی خواص ریزساختاری و مکانیکی فوم های میکروسلولی کوپلیمر St-MMA و نانوکامپوزیت های /silica(St-MMA) تهیه شده با استفاده از گاز CO2 فوق بحرانی به عنوان عامل پف زای فیزیکی مورد مطالعه قرار گرفتند. در مرحله نخست، فوم های میکروسلولی کوپلیمرهای St-MMA در سه ترکیب درصد متفاوت تهیه شد. مطالعه ریزساختار فوم ها با تصاویر SEM نشان داد که با افزایش درصد MMA در کوپلیمرها، ریزساختار سلولی بهبود یافته است. همچنین کوپلیمر و شرایط عملیاتی (دما و فشار) بهینه نیز در این مرحله تعیین شد. فوم های نانوکامپوزیتی نیز از کوپلیمر بهینه تهیه شدند. در این مطالعه از نانوذرات سیلیکا در سه نوع (Aerosil 200، Aerosil R104، Aerosil OX50) با شیمی سطح و اندازه های مختلف به عنوان عامل هسته زا استفاده گردید. نحوه پراکنش نانوذرات در زمینه کوپلیمر نیز با استفاده از تصاویر FESEM مطالعه گردید و مشاهده شد که نمونه های تهیه شده دارای توزیع مناسبی بوده و همچنین با کاهش اندازه نانوذرات (افزایش سطح ویژه) از 2% به 1 و 5/0%، نانوذرات تمایل به تجمع حول یکدیگر دارند. تهیه فوم های میکروسلولی به صورت دو مرحله ای انجام گرفت. نخست فیلم های نانوکامپوزیت ها به ضخامت um200-150 در دما و فشار عملیاتی بهینه با گاز CO2 فوق بحرانی اشباع شده و سپس با ایجاد ناپایداری ترمودینامیکی به روش تخلیه سریع فشار، فوم های مورد نظر تهیه شدند. اثر شیمی سطح و اندازه متفاوت نانوذرات بر ریزساختار و خواص مکانیکی فوم ها مورد مطالعه قرار گرفت. در مقدار بهینه نانوذره، استفاده از نانوذره با شیمی سطح آبدوست و اندازه کوچک تر، موجب تشکیل فوم هایی با اندازه سلولی ریزتر و یکنواخت تر شده است و در مقادیر بالاتر از مقدار بهینه نانوذره، اصلاح سطح نانوذره و افزایش اندازه آن باعث بازدهی بیشتر در خواص ریزساختاری (کاهش تجمع و کلوخه شدن نانوذرات) و در نتیجه موجب بهبود خواص مکانیکی گشته است. اندازه سلول های فوم های نانوکامپوزیتی بهینه بازه nm200 تا m5 را در برگرفته و متوسط اندازه سلولی برای فوم نانوکامپوزیت بهینه تقریبا m2 به دست آمد. میزان جذب گاز برای تمامی فوم ها تقریبا برابر و مقدار آن، 6-4% وزنی زمینه کوپلیمری است. مقادیر دانسیته نیز تقریبا با هم برابر بوده و در بازه kg/m3160-150 تعیین شدند. با این حال مشاهده شد که با افزودن